MODUL 03 : Mengimpal Kimpalan Gas

3.0 Pengenalan

Kimpalan ialah mencantum dua kepingan logam sama ada dengan melebur atau tidak melebur dengan menggunakan haba. Kimpalan yang digunakan melebihi takat suhu lebur dan logam itu melebur dikenali kimpalan lebur. Kimpalan yang tidak melebihi takat suhu lebur, tetapi menghampiri hingga logam itu mula berfungsi sebagai plastik disebut kimpalan tidak lebur. Keluli lembut melebur pada suhu 1400C. Logam yang mempunyai takat lebur rendah boleh dikimpal dan dilebur pada suhu yang lebih rendah. Berikut adalah contoh suhu takat lebur nagi setiap keluli. Keluli 327C, aluminium 850C hingga 1000C, loyang 900C-1020C,gangsa 960C, perak 960C dan kuprum 1080C

Kimpalan Gas merupakan kimpalan yang menghasilkan tautan di mana bahan dipanaskan dengan menggunakan nyala api gas bahan api oksi dengan atau tanpa penggunaan tekanan atau dengan tanpa logam pengisi.




3.1 peralatan untuk kimpalan gas

3.1.1 Penyumpit Gas
Merupakan alat yang digunakan untuk mengeluarkan nyalaan oksi-asetilena dalam keadaan terkawal. Campuran oksi-asetilena dinyalakan di bahagian hujung sumpitan kimpalan gas itu. Penyumpit gas mempunyai dua injap yang berfungsi untuk mengawal kedua2 jenis gas (Oksigen dan Asetilena). Saiz hujung penyumpit bergantung pada garispusat lubang saluran gas. Hujung penyumpit gas ini perlu dibersihkan apabila hendak menggunakannya.

3.1.2 Regulator

Ia merupakan alat kawalan pengaliran gas yang keuar dari selinder atau paip manifold. Alat ini berfungsi menentukn tekanan isipadu gas yang diperlukan bagi sesuatu proses kimpalan. Regulator menerima gas pada tekanan tinggi dan mengurangkan tekakanan untuk tekanan kerja yang boleh dikawal.

Prinsip asas kendalian bermula dari satu pegas yang diketatkan pada skru pelaras. Apabila skru pelaras diputarkan mengikut arah jam bahagian hujung batang skru menolak gegedang yang dihubungkan dengan satu sauran masuk ke tempat kerja. Injap salur gas yang terkeluar ke tempat kerja terbuka dan melepaskan pengaliran gas yang terkawal.

3.1.3 Gas Oksigen
Gas oksigen adalah sejenis gas yang tidak mempunyai warna, rasa, dan bau. Gas oksigen ini banyak membantu proses pembakaran dan mudah sebati dengan benda-benda yang peka kepada oksigen serta berupaya mengaratkan keluli. Ia juga unsur sangat penting kepada manusia dan benda-benda hidup. Udara mengandungi 21% isipadu oksigen. Ia kerap digunakan di hospital untuk tujuan perubatan. Selain itu juga digunakan oleh para penyelam untuk tujuan pernafasan di dalam air serta tujuan mengimpal. Dalam kerja kimpalan gas ia lebih dikenali dengan alatan yang bernama Selinder Oksigen.

3.1.4 Selinder Oksigen
Ia diperbuat daaripada keluli bermutu tinggi ata tidak berkelim dan diuji kekuatan tekanan
Udara 3360psi.. Ia juga diperlengkapi dengan injap pengumpar tekanan tinggi.
Terdapat tiga saiz :-
i. Besar - 6905 liter oksigen - digunakan di institusi pengajian tinggi dan di
bengkel-bengkel kimpalan.
ii. Sederhana - 3452 liter oksigen
iii. Kecil 2264 liter oksigen

3.1.5 Gas Asetilena
Gas bahan api (asetilena) = kalsium karbida + air Mempunyai bau tersendiri tidak berwarna dan peka kepada api (terbakar serta merta).
. Lebih rendah drp. selinder Oksigen dan diameter lebih besar.
. Di perbuat drp.keluli bermulu tinggi dan dilengkapi dengan wheel valve.
. Undang-undang keselamatan asetilena tidak boleh digunakan pada tekanan Ibh. Drp
6.7 kg. per meter persegi. ( meletup)
• Selinder ini di isikan dgn serpihan-serpihan habuk-habuk seperti asbestos, simen, arang kayu dll. yg. dikcnali sebagai jisim telap. Kemudian, dikimpal & dlbakar hingga jisim telap itu cukup kering dan terbentuk liang-liang bg. membolehkan cecair aseton diserap ke dim. jisim telap.
• 1 isipadu cecair aseton boleh menyerap 25 isipadu asetilena.
• Bahagian tapak - dilengkapi dgn safety device ( palam keselamatan) yang merupakan satu pasak yang mengandungi pateri khas yg segera lebur pd suhu Ibh drp 100 °C penting menjauhkan nyalaan api dr terkena selinder asetilena
• Selinder ini mengandungi aseton yang mudah. mengalir jika dibaringkan. Ia harus sentiasa didirikan.
• Gas asetilena mengandungi racun. Jika terhidu akan menyebabkan pening kepala iaitu disebabkan gangguan urat saraf.
3.2 Cara-Cara Mengendalikan Peralatan Kimpalan Gas
3.2.1 Membuang Habuk Pada Bahagian Cagak
a) Pusingkan bahagiancagak ke sebelah kiri anda
b) Buka dan tutup (lakukan 1 hingga 2 kali) dengan cepat injap silinder.
c) Pasangkan pemegang injap ke injap silinder oksigen.

3.2.2 Memasang Pengatur Oksigen
a) Periksa pengalas pengatur jika ada kerosakan
b) Pasangkan pengatur pada silinder supaya liang keluar gas dan injap keselamatan tidak mengahadang bahu silinder.
c) Ketatkan nat pengikat dengan sempurna dan cermat dengan perengkuh boleh laras.

3.2.3 Memasang Pengatur Asetilena

a) Periksa pengalas masuk cagak jika terdapat kerosakan.
b) Jauhkan liang masuk gas pengatur kira-kira 20 mm dari apitan.
c) Condongkan pengatur kira-kira 45 darjah.
d) Ketatkan tuas pengetat dengan sempurna.

3.2.4 Melonggarkan Tuas Pelaras
a) Longgarkan tuas laras sehingga ia dapat berpusing dengan mudah.

3.2.4 Membuka Injap Silinder

a) Jangan berdiri di hadapan pengatur.
b) Pusing tuas injap kira-kira satu pusingan penuh secara perlahan-lahan.
c) Periksa silinder dengan tolok tekanan tinggi.
d) Tinggalkan tuas injap yang terpasang pada injap silinder.

3.2.5 Memeriksa Kebocoran Gas

a) Periksa kebocoran dengan menggunakan pemeriksa bocor atau air buih sabun,
b) Periksa bahagian-bahagian berikut:
I. Injap silinder.
II. Cagak pengatur.
III. Punca tuas pengatur.
IV. Cagak tolok tekanan tinggi.

3.3 Proses Kimpalan Gas

Kimpalan gas adalah suatu proses kimpalan yang menghasilkan tautan bahan dipanaskan dengan menggunakan nyala api gas bahan api oksi dengan atau tanpa penggunaan tekanan atau dengan atau tanpa logam pengisi.

Selain mengimpal gas, bahan api digunakan untuk memotong , melakukan rawatan haba seperti pengerasan dan sepuh pindap, membengkok atau melurus.Terdapat tiga proses yang biasa dilakukan seperti Kimpalan oksi- asetilena, Kimpalan oksi – hidrogen, dan kimpalan tekanan gas.

3.4 Haba

Dalam proses kimpalan gas, haba yang digunakan biasanya daripada pembakaran campuran gas asetilena dan oksigen. Haba itu dikawal dan dihalakan kepada bahagian yang hendak disambungkan supaya bahagian-bahagian itu akan menjadi lebur dan disambungkan dengan rod penambah. Nyalaan pembakaran oksi-asetilena paling tinggi berbanding suhu kepanasan bahan api lain ialah (3316 C) dan amat sesuai untuk kerja mengimpal.

3.5 Suhu

Suhu-suhu kepanasan bagi nyalaan gas-gas bahan api dengan oksigen:
a) Oksi-asetilena 3100 – 3500 C
b) Udara-asetilena 2300 – 2500 C
c) Oksi-hidrogen 2200 – 2382 C
d) Oksi-gas arang batu 1982 – 2182 C

3.6 Pelarasan Nyalaan Kimpalan Gas



3.6.1 Terdapat tiga jenis nyalaan utama iaitu :

Selain daripada itu , pelajar dinasihatkan untuk memakai pakainan perlindungan bagi tujuan keselamatan.


i. Menyalakan nyalaan


1. Buka injap asetilena kira-kira ½ putaran
2. Buka Injap oksigen kira-kira ¼ putaran
3. Berjaga-jaga terhadap arah inhalan tersebut

1. Nyalakan dengan pemetik api khas


ii. Melaraskan nyalaan
Buka injap asetilena lebih sedikit untuk mendapatkan teras nyalaan yang panjang
Buka injap oksigen perlahan-lahan dan laraskan nyalaan dalam kenyalaan teras untuk mendapatkan nyalaan cuali .

iii. Memadamkan Nyalaan
1. Tutup injap asetilena perlahan-lahan
2. Tutup injap oksigen perlahan-lahan.

iv. Akibat-akibat nyalaan yang berlainan
(a) Nyalaan terpotong.
(i) Tekanan oksigen yang finggi.
(ii) Nyalaan terlalu besar.
(iii) Kemancaran tersekat pada liang muncung sumpitan.

(b) Meletup pada nyalaan.
(i) Pengekzosan gas campuran tidak sepenuhnya.
(ii) Tekanan gas oksigen yang tinggi.
(iii) Agihan asetilena tidak mencukupi.
(iv) Muncung sumpitan dibesarkan atau dibentuk.

(c) Nyalaan belakang atau letup padam
(i) Muncung sumpitan terlalu panas.
(ii) Tekanan gas yang tidak cukup.
(iii) Kemancaran tersekat pada liang muncung sumpitan
(iv) Jarum injap yang berlainan





V. Cara-cara menggunakan jarum pencuci

Gunakan jarum pencuci mengikut garis pusat liang in muincung sumpitan

Lubang garis pusat dan nombor kimpalan (mm)





3.6.2 Mengendalikan Sumpitan Api Kimpalan





1. Bersihkan permukaan logam asas dengan berus dawai
2. Gores garis-garis tandaan pada logam asas dengan pensel ’slate’
3. Berikan sedikit ruang dengan mengalas antara batu-bata dan logam asas.

i. Menggayakan kedudukan



1. Buka lilitan hos getah
2. Pegang sumpitan kimpal dengan membuka sesiku
3. Letakkan tangan kiri diatas lutut

ii. Meletakkan sumpitan api





1. Nyala dan laraskan nyalaan pada nyalaan cuali
2. Letakkan muncung sumpitan kimpalan dan selarikan dengan nyalaan kearah penanda garisan yang dibuat

iii. Mengangkat sumpitan api



1. Kekalkan muncumg sumpitan api kira-kira 45°
2. Kekalkan jarak kira-kira 2-3 mm antara teras nyalaan dan benda kerja

iv. Mencairkan logam asas


1. Perhatikan proses pencairan.ketinggian teras nyalaan.
2. Periksa arah teras nyalaan, sudut muncung kimpalan dan

V. Kedudukan teras nyalaan


Kedudukan pengimpal adalah faktor penting untuk meng¬hasilkan kimpalan yang baik. Oleh itu, faktor yang lebih pen¬ting ialah kedudukall teras nyalaan. hni adalah komponen arahan teras nyalaan, sudut dan tinggi. Setkan dengan betul mengikut rajah di bawah. Bagaimanapun , nyalaan agak sukar dilihat dari pengimpal. Ia mernerlukan latihan yang rapi untuk memerhatikan keadaan ini.

3.6.3 Mengendalikan Sumpitan Api Kimpalan

i. Membuat kawah leburan



1. Buatkan kawah leburan pada garis-garis persilangan di garis-garis persilangan di garis penanda
2. Jangan biarkan kawah mendidih dan elakkan percikan.

ii. Gerakkan sumpitan api

1. Gerakkan teras nyalaan ke kiri dengan ketinggian yang sama
2. Tentukan arah teras nyalaan, sudut dan ketinggian yang betul



iii. Ulangai langkah 1 dan 2



1. Gerakkan kelajuan yagn seimbang, sementara itu kawal lebar kawah yag seragam
2. Tambahkan kelajuan gerakkan sehingga sumpitan menghampiri penghujung bahan kerana penghujung bahan mudah terbakar

iv. Semakan

Semak perkara-perkara berikut :

1. Saiz bagi kesan lakuran
2. Cengkung bagi kesan lakuran
3. Darjah pengoksidaan bagi kesan lakuran
4. Lubang bagi kesan lakuran
5. Lebar kumai
6. Kelurusan kumai
7. Kebakaran

v. Mengimpal Menggunakan "Filler Rod"




1. Mulakan kawah leburan pada kedudukan 5 mm dari tepi.
2. Berhati-hati semasa melakukannya dan elakkan tepi logam daripada terbakar terus
3. Setkan rod kimpalan kira-kira 45º
4. Lakurkan rod kimpalan dan lebar endapan dan tetulang kumai
i. Membentuk kumai

1. Gerakkan rod kimpalan keatas dan ke bawah
2. Letakkan rod kimpalan di tengah-tengah kawah tersebut
3. Jangan gerakkan hujung rod kimpalan bahagian nyalaan
4. Teruskan menggerakkan sumpitan api sementara mengawal lebar kawah dengan seimbang.
5. Condongkan atau jauhkan sedikit muncung sumpitan apabila logam asas kira-kira hendak terbakar terus

3.6.4 Sambungan Tindih (Lap Joint)

i. Mengimpal Titik

- Kepitkan kedua-dua kepingan keluli dengan ragum tangan dan ambil 25 mm basian tindih
- Kimpal dua titik kedudukan di tepi kepingan tersebut



ii. Kimpalan Kumai

a) Arahkan tengah-tengah teras nyalaan ke titik 1 – 2 mm kehadapan punca





4.0 Rumusan
Kimpalan adalah salah satu cara untuk menyambungkan 2 keping logam dan biasanya melalui proses pemanasan. ‘Manufactures’ menggunakan kaedah ini untuk membuat berbagai-bagai jenis bahan antaranya kereta, peralatan rumah, dan perabot. Sektor pembinaan pula menggunakannya dalam membuat bangunan, menyambungkan bahagian-bahagian tertentu dan sebagainya.

Subjek kimpalan dan fabrikasi logam ini bertujuan membekalkan kami dengan pengetahuan dan kemahiran dalam pelbagai jenis kerja kimpalan. Sepanjang tempoh dalam menyiapkan projek, sangat penting untuk mengamalkan langkah keselamatan dan menjalankan kerja kimpalan dengan menggunakan pelbagai jenis alatan tangan dan mesin. Kemahiran yang dipelajari termasuk proses mengimpal dengan menggunakan gas oksi-asetelina, proses penyediaan bahan dan sambungan serta mengimpal plat dan Melalui mata pelajaran ini kami dapat memahami perajalanan dalam industri yang terlibat dengan kerja kimpalan dan industri-industri yang terlibat sama.

Projek dalam fabrikasi logam telah dapat kami siapkan mengikut tempoh masa yang diberi. Sepanjang masa membuat kerja-kerja ini,kami telah belajar untuk membaca plan, membentuk, memasang kepingan logam dengan cara mengimpal, merivet, memotong, melipat, dan cara-cara lain mengikut piawaian industri masa kini. Kami juga telah diajar mengenai asas logam, mengukur, memotong, mengikir. Sepanjang itu juga, kami melihat untuk perlu lebih kreatif dalam menentukan langkah-lagkah kerja agar tidak tersilap dan kerja-kerja dapat disiapkan dengan mudah. Banyak juga proses-proses yang melibatkan penggunaan peralatan tangan dan mesin pelbagai bagi memudahkan kemahiran merancang dan mereka bentuk kerja-kerja.
Dalam melakukan aktiviti ini kita dapat mempelajari mempelajari teknik-teknik yang betul dalam mengendalikan mesin-mesin kimpalan di bengkel. Pendedahan meluas oleh instrutor berpengalaman seperti En. Iskandar adalah sangat terperinci memudahkan bagi kami melakukan aktiviti ini sendiri dengan mudah. Walaubagaimanapun, kekurangan peralatan menyebabkan pelajar terpaksa bergilir-gilir mengunakan alat kimpalan, menyebabkan tidak banyak aktiviti dapat dijalankan. Pendedahan yang di berikan dapat membantu kami untuk lebih berkeyakinan semasa berdepan pelajar pada masa depan kerana subjek ini boleh dikategorikan sebagai subjek yang agak sukar dan mempunyai banyak risiko yang mungkin terjadi.
Kemahiran-kemahiran yang kami dapat dari pengajaran yang diberi sangat memuaskan. Dari sebelum ini, kami tidak berani untuk memegang sekalipun peralatan-peralatan kimpalan sehinggalah kami mampu menyiapkan tugasan yang diberi dengan yakin dan jayanya. Subjek ini telah banyak memberi kami kemahiran dan ilmu melalui latihan teori dan amali untuk kerja-kerja mengimpal, menyambung logam menggunakan pelbagai proses, kemahiran merancang dan mereka bentuk kerja-kerja kimpalan. Dalam pembelajaran ini juga kami memandang serius faktor keselamatan diri dan alatan kerja. Kerja mengimpal ini adalah suatu kerja yang berisiko tinggi kerana melibatkan penggunaan alatan-alatan yang berkuasa tinggi yang boleh mendatangkan kecederaan serius.
Secara keseluruhannya, banyak boleh diperkatakan sepanjang tempoh sesi pembelajaran untuk subjek kimpalan dan fabrikasi logam ini. Bagaimana suatu kerja yang sukar dapat kami miliki kemahirannya seperti mengimpal arka dan gas. Pada pandangan kami sebelum ini, kerja ini adalah sangat merbahaya tetapi sebaliknya jika selagi kita mematuhi peraturan yang ditetapkan.

sumber